星载天线展开过程立体视觉动态测量技术

高 越 孙增玉 袁 媛 崔忠亮

(北京航天计量测试技术研究所，北京 100076)

1 引 言

星载天线是卫星结构的重要组成部分，是直接执行卫星功能的重要平台，受运载火箭仪器舱容纳尺寸的限制，搭载卫星多采用可展开的结构形式，其中可展开天线是大口径卫星天线结构形式的首选[1]。桁架式网状天线收纳比大、质量轻、型面精度高，综合性能表现最为出色，适合于大口径天线，是目前研究最多的一种星载可展开天线。桁架天线的运动部件多达几千个，在快速展开过程中，其中任何一个部件发生问题，都将会导致天线展开失败，使得卫星不能正常工作，致使发射任务功亏一篑[2]。因此，星载天线展开机构在地面进行的零重力模拟展开可靠性评估试验至关重要。

可展开天线为一不稳定的体系，在展开过程中其运动速度、加速度、轨迹、约束反力等都在不断地变化，为保证设计的可靠性需要对其展开过程做详细分析[3]。设计者最关心的是展开过程中的几何协调性、天线能否展开到位、在特定驱动力作用下结构展开的运动学特征，并且星载天线反射面的型面精度与天线的电性能息息相关，展开后的几何型面参数也是关注的重点。然而，在地面模拟零重力展开试验中，直径约4米的星载天线在2秒以内可完全展开，展开速度大，目前借助高速摄像机录制其展开过程视频，通过观察定性分析设计结构的展开可靠性。本文提出基于立体视觉测量原理的星载天线动态展开测量方法，可获得各运动部件关键点的运动轨迹、速度、加速度以及展开面型等数据，为设计者进行动力学和可靠性分析提供依据。……